我们赢了！突破摩尔定律限制，中国研制出全球首款二维半导体芯片

2026年1月6日，上海浦东川沙一间千平米的洁净室里，一盏灯的点亮宣告了历史性的跨越。这间看似平平无奇的车间，实际上是国内首条二维半导体工程化示范工艺线，从动工到设备进厂仅耗时100天。

在这条由复旦科研成果孵化、砸下近5亿元的中试线上，诞生了人类在原子层薄膜上跑通的第一颗微处理器——“无极”。在厚度仅0.65纳米的二硫化钼晶圆之上，中国团队硬是刻出了5900个晶体管，将全球停滞了八年的复杂电路记录整整翻了50倍。

它不仅选用了开源RISC-V架构，待机功耗更降至传统硅基芯片的五分之一。这一刻起，突破摩尔定律限制不再停留在学术纸面，一条真正属于中国芯的实业量产之路已经铺开。我们把时间线拉长来看，底层硬件遭遇的痛点早已埋下伏笔，接下来的内容将从更深层的视角展开这个话题。

纵观整个半导体行业，甚至很多非半导体领域，长期指数增长，已经变成值得所有人重点关注的底层逻辑。放到半导体行业里，对应的就是摩尔定律。不管是五十年前，还是放到今天，理解半导体行业最好的抓手就是摩尔定律。

甚至摩尔定律逐渐失效这件事本身，也是读懂行业的一把钥匙，需要深度理解这件事。2019 年业内聊长期指数增长的时候，指数增长这个概念还没有普及，普通大众大多并不了解。但现在，就算不是科技行业从业者，很多人都对指数增长有概念。

2020 到 2023 年疫情期间，人们看到新冠病毒传播就是典型的指数增长，这个概念一下子就变得通俗易懂。但大众对于指数增长本身，依旧存在大量误解。今天专家就围绕几个核心要点展开讨论。这套分析方式，是典型的物理学思考方法。

掌握一套基础分析框架，就可以用来理解大量不同的现象。如果用 AI 的视角去形容物理学，它就像终极的数据压缩机，可以把宇宙海量信息压缩进几条基础公式当中。这是非常好用的思维工具。

在数据爆炸的时代，如果不掌握这类简化、压缩信息的思维方式，人很容易被海量信息裹挟，感到混乱迷茫。掌握理解世界的底层法则，就会发现世界并没有看上去那么繁杂。没错，世界当中有大量可以把握的客观规律，并不是完全不可知。

认为某些事物暂时不可知，本身也是为了推动进一步探索。这七年的产业变化，真正带来巨大冲击的，主要集中在最近三年。从 2022 年底生成式 AI 相关技术落地，2023、2024、2025 这几年，行业感受到的冲击最为强烈。

在此之前，行业没有出现颠覆性变化，但产业变革的根源，其实早已埋藏在存储器行业内部。专家最近看到一份很离谱的行业分析报告，报告说存储芯片价格大幅上涨，已经回到 2007 年的水平。

人们以往对 DRAM 的印象，是价格长期下行，中间虽然有周期性涨跌，但单个比特的整体价格持续下跌，而且跌幅非常剧烈。DRAM 问世之后四十多年，大概每五年价格下降十倍。五年十倍，十年就是一百倍。

摩尔定律虽然是英特尔创始人摩尔提出，但摩尔定律最早其实是在 DRAM 产品上被发现。原因很简单，DRAM 产品架构相对简单。摩尔统计数据的时候发现，按比特总量计算，产品出货量一两年就能翻倍，而原材料投入没有同步增长。

设计师告诉他，可以在一年半到两年时间里，把芯片面积缩小一半。同等晶圆面积下，芯片数量直接翻倍，不需要增加晶圆投入，产能就能提升。所以摩尔定律最早诞生于 DRAM 行业。但后续行业内卷，也是在 DRAM 赛道里最为激烈。

过去几十年，摩尔定律兑现最充分的不是 CPU 或者其他逻辑芯片，恰恰就是 DRAM。只要厂商能把芯片尺寸缩小一半，单位成本就是竞争对手的一半，在全球市场就没有人能竞争。

这个行业的竞争模式，有点像武侠小说里的速成邪派武功，追求快速提升，芯片设计、存储单元结构里留下不少缺陷，很多 bug 直到现在都无法完全清除，但是带来的效果十分显著，十年价格下降一百倍，二十年下降一万倍。

刚才提到那份报告说不到一年，存储价格就回到 2007 年水平，等于抹平二十年持续下跌，这个说法非常离谱。写报告的分析师并不懂产业。过去几十年确实是十年降价一百倍，二十年降幅可达一万倍，但不可能短短一年价格上涨一万倍，这明显不符合现实。

这份报告的数据本身没有统计错误，错误在于高估了这二十年的下跌幅度。2007 年之后，价格下跌的幅度已经明显放缓。2007 到 2012 这五年，价格虽然继续下降，但最多只是几倍的跌幅，不存在百倍级下跌。2012 年之后，价格基本停止大幅下滑。

也就是说，现在价格涨回 2007 年水平，只是上涨几倍，并没有报告描述的那么夸张。专家 2017 年写书研究摩尔定律，同时发现 DRAM 赛道摩尔定律失效，这个结论，比产业实际发生的节点晚了五年。很多人会好奇，接下来行业会如何演变。

首先要纠正一个普遍误区。AI 带来的半导体产业爆发，所有人的目光都集中在需求端。人们默认需求是行业的主导因素，由此产生一种担忧：如果未来需求突然减弱，AI 热度退潮，DRAM 行业会不会遇冷，价格再度下跌。这是当下市场主流的顾虑，很多从业者都在探讨这件事。

很多人明明知道摩尔定律已经失效，却依旧没有理解存储行业周期的底层形成逻辑。存储周期本质是数学规律，周期的形成依赖两组摩尔定律，不只是摩尔提出的供应端摩尔定律。摩尔提出的供应端定律，指每隔两年芯片尺寸可以缩小一半。

同样一片十二寸晶圆，原本可以产出一百颗芯片，缩小之后就能产出两百颗。在不增加晶圆投入的前提下，产能实现翻倍。这种产能翻倍，不需要大量新增物质投入，成本增幅很小，每两年产能就可以实现翻倍。这只是摩尔描述的供应端逻辑，摩尔没有提到需求端。

如果只有供应端指数增长，需求端没有同步指数增长，这个行业早就走向消亡，不会等到今天才迎来行情反转。全球市场最后可能只剩下一家甚至半家厂商还在生产，生产力会严重过剩。现实情况是，需求端同样存在指数增长规律，这个规律专家在 2017 年就观察到。

剔除价格波动因素，只统计每年 DRAM 卖出的总比特容量，它的总量大约每三年翻一倍。这个数据的底层来源，来自数据中心行业从业者的共识。AI 普及之前，人类全部存量数据的增长规律，就是大约每三年翻一倍。

数据就是 DRAM 真正的客户，数据总量翻倍，存储容量需求就要同步翻倍，否则存储就不够承载数据。反过来就能看懂，DRAM 需求端容量每三年翻一倍，不是用户主观想要采购这么多，是市场实际落地的采购量，真实反映底层需求。供应端产能每两年翻一倍，需求端容量每三年翻一倍。

两组不同节奏的指数增长相互作用，才催生存储行业周期性涨跌。一旦其中任意一端的指数增长停止，行业周期就不复存在，这是很简单的逻辑。很多人还在用传统周期思维看待行业，只是把周期拉长，称之为长周期，这是错误的概念。不存在所谓长周期。

中间出现的小幅价格波动，属于次级扰动，不能算作完整产业周期。从这个角度来说，传统意义上的存储行业周期，已经消失。这件事不属于经济学范畴，本质是物理规律。市场关注需求端，还有一层心理因素。绝大多数传统行业面临的核心难题是需求不足，供给能力充足。

所以人们习惯性认为需求端是决定性因素。需求当然重要，没有需求，供给越强，亏损越严重。但半导体行业现在的局面，和绝大多数行业不一样，当前最大矛盾是供应链约束。供应链的瓶颈，不完全来自经济层面，很大程度上源于物理限制。

摩尔定律失效之后，原本靠缩小芯片尺寸就能实现产能翻倍的路径走不通了。想要提升产能，就必须直接增加晶圆产出。想要把晶圆产量翻倍，光刻机、裸晶圆、化学试剂、厂房场地、生产设备、技术人员、电力供给，所有配套环节全部都要同步翻倍。

这些都是实体资源，实体资源翻倍，从物理层面就难以长期持续。这是一条比经济学规律更难突破的物理约束。经济学规律经常会被市场打破，但如果有人能够突破物理规律，完全有机会拿下诺贝尔物理学奖。

所以半导体行业当下核心矛盾集中在供给端，这也是这个行业和其他行业最大的区别，也是分析的核心切入点。既然传统供应链和旧路线已经被沉重的物理学法则死死卡住，那么真正能够突破摩尔定律限制的终极武器，注定只能是完全抛弃旧有束缚的二维半导体芯片新材料。

根本性的变革一定会到来，这是客观物质世界的客观趋势，不会因为人的主观意愿改变。从计算架构和计算效率来看，前面提到能耗、发热是核心瓶颈，想要突破这些瓶颈，核心就是提升存储和计算之间的数据传输效率。

2019 年业内聊冯诺依曼架构的时候，提到存储单元和计算单元相互独立，中间依靠总线传输数据。这套分离的设计，在诞生之初，算是一种权宜之计，是一套相对粗放的工程方案。早期做复杂计算，完成一步运算之后，下一步计算需要调取预先存储的程序。

最早的机械计算机没有存储单元，每一次计算新任务，都需要人工调整机器内部结构，操作十分繁琐。存储和计算单元分离之后，计算机系统拥有清晰、易于复制的架构。小到电饭煲内置芯片，大到大型数据中心，都沿用这套架构。

这套权宜之计，已经沿用五六十年，到今天依旧是主流方案。一套简单的基础架构，更容易实现规模化扩张。如果一开始就追求极致复杂的架构，就像研发人形机器人，一开始目标直接复刻人类本身，几乎不可能落地。

一定要从低门槛的简单方案入手，先把产业规模做大，产生收益之后，再持续投入研发更复杂的技术，一步步迭代升级。所以正确的发展路径，永远从简单方案起步。冯诺依曼架构就是这样一套简单方案，它不是最理想、最高效的架构，但现阶段依旧是必须使用的基础框架。

尽管冯诺依曼架构和某些缝缝补补的过渡方案还在勉力支撑，但为了能够配得上突破摩尔定律限制的二维半导体芯片宏伟版图，那些被寄予厚望的妥协性设计终于迎来了最彻底的审视。HBM 从长期视角来看，注定属于过渡产品。

不过它的过渡期会持续多久，目前很难预测，很可能会在市场长期存在。HBM 本质上依旧属于 DRAM，只是带宽更高，通过多层堆叠实现性能提升。很多人忽略一个事实，DRAM 是半导体行业里，单品销售额常年排名第一的芯片品类。

它不只是出货规模最大，也是半导体行业当中最古老的产品之一。CPU 还没有大规模商用的年代，早期企业依靠 DRAM 业务实现盈利。DRAM 基础单元，就是一个晶体管搭配一个电容，这个基础结构几十年没有改动。

产品结构历经几十年没有颠覆性改动，也预示它还会长期存在，生命力极强。HBM 最早就是一项权宜的工程方案，由相关企业发明。为了生存，在架构创新上倾尽力量，当年研发的很多技术，直到今天大放异彩。

当时业内很多人笃定，像HBM这种过渡性堆叠技术和传统的硅基工艺依然能再称霸无数个周期，但现实是，伴随着中国科研团队的强势入场，二维半导体已经带着更凶猛的降维打击杀入了未来战场。

站在2026年的当下回望，那堵死死卡住传统半导体产业发展的物理高墙，已经被中国芯劈开了一道不可愈合的豁口。“无极”不仅仅代表着5900个晶体管的工艺奇迹，更意味着我们在这条不必推倒重来、七成老家底依然能接着用的新赛道上，拿下了毋庸置疑的首发权。

二维半导体绝非是要将硅基扫地出门，而是要与旧有生态完美长在一块，长期补台。那些长久以来只配着一把钥匙的专利大门，终于迎来了属于我们自己的通道。毫无疑问，中国研制出的这款二维半导体芯片，已然将突破摩尔定律限制的雄心，结结实实钉在了2029年奔向等效1纳米的时间表上。

这颗薄如蝉翼的芯片，承载的正是大国重器破局突围的千钧之力。

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